PDF《风力机叶片立体图的计算机设计绘制》

数字化设计 风力机叶片立体图的计算机设计绘制 在设计风力机时,最重要{口最 令人感兴趣的句题是如何把风能有 效地转换成机械能并加以利用.

从 这个意义上讲,风轮的叶片设计是 极为重要的. 风力机叶片截面形状复杂, 用二维绘图生成的主视图、俯视图 本Ⅱ的F旨强和侧视图难以直观地表达不同叶片 %口}片*甜的#E过 截面叶素的变化、不同位置处截面 #.#mF%&

理论 与投影面的夹角,以及叶片的空间 口* 片参题的基础 结构.由于起步较晚,国内对风力 上,提出r*能在 机叶片cAD的研究还不够深^,其 #机上Ⅱ体显i¨ 设计方法和专用软件正处在不断完 *截面Ⅲ结构的设计 善的阶段.其中有种设计方法能 万法, 月基f点n 够在计算机上立体显示叶片截面厦 4标的n何§换日№ 其线框结构,即把叶片截面外形各 T 叶H各就面#i 点的坐标经过旋转变换形成叶片三 目女%*置∞!维坐 维线框模型的数据,将三维坐标经 标,#f=维n日n 过投影变换到平面坐标上(称为世 摸4论,完成T对¨1 界坐标),然后再将世界坐标变换 片的g体建模 到设备坐标上,最后通过绘图函数 将变换后的数据用图形显示在屏幕 上.但该方法较为复杂,而且只实 现了线框显示.随着各种计算机分 析软件的推广应用,风力机叶片的 3D计算机绘图在某种程度上成为了 风力机叶片分析研究发展的瓶颈. 针对上述情况,笔者找到了一 种能够提高叶片cAD质量的叶片计 算机3D绘图方法首先获取各截面 叶素数据,计算弦长和扭角等主要 参数,然后基于点的坐标的几何变 换求出叶片各截面在空间实际位置 的三维坐标,最后基于3D建模理论 完成叶片计算机3D绘图.

30 cAD/cAM;

d女mF自*…脚 ∞… 口广西大学机械工程学院陈家权扬新彦

一、风力机叶片的具体 设计方法 1叶片翼型的选择 现代风力机通常是采用三叶片 的上风或下风结构.风力机叶展形 状、翼型形状与风力发电机的空气 动力特性密切相关. 台好的风力 机应当尽量增加升力并减小阻力, 使q,c二尽量趋于最大值,以增 加风力机的风能利用系数. 叶片通常由翼型系列组成. 由于叶片根部各翼型力臂较小,对 风力机风轮输出扭矩的贡献不大, 所以叶片根部对风力机性能影响较 小,设计时应主要考虑加工方便和 强度问题.应在尖部采用薄翼型以 满足高升阻比的要求在根自B采用 相同翼型或较大升力系数翼型的 较厚形式,以满足结构强度的需 要.典型运行工况下的雷诺数范 围是5*105―2*10 6.常用的翼型 有NAcA44xx系列、NAcA644xx系列 和NAcA230xx系列等航空嚣型专 用翼型有美国的sERI翼型系列以厦 NREL翼型系列、丹麦的RIS0一A系 列翼型和瑞典的F FA―w系列翼型 等,设计时应根据不同的设计需要 选取不同的翼型.翼型数据及其气 动性可参考Pr叶]1]软件、中国气动 力研究与发展中,u的文献等. 2叶片的稿长和扭角计算 应用涡流理论设计风轮叶片, 把叶片分成若干叶素,分别对各叶 素在最佳运行状态下进行空气动力 学计算. 计算参数背景冈轮的直径D、 风轮的叶片数目

6、叶尖速比以及 攻角z与r,月的关系(月是风轮的 半径,r是回转半径). 叶片设计计算的方法如下 (1)按r,R=1,月、2/月、1把叶 片分成月个叶素,分别计算各叶素 的回转径.尖速比攻角f以及升 力系数c.. (2)计算各叶素的中间参数 日=farc协m/3+60. K=√斧+I∞s口^=√l+(1一K2)/f 丑=^(1+哪,(1+监) o:型:塑l=坐! ~, I+'